Как показывает описание боевого пути, Алексей Иванович Нестеренко являлся видным полководцем Великой Отечественной войны. В заключительных операциях войны под его командованием находилось 7 тяжелых бригад гвардейских минометов из 40 имевшихся в Советской Армии (17,5 %). 17 полков «катюш» из 115 в Советской Армии (14,8 %), т. е. 1/6—1/7 главной ударной мощи Советской Армии — реактивной артиллерии.
В боях А. И. Нестеренко проявлял ум, сметку, смелость, находчивость, изобретательность, инициативу, высокий профессионализм, умело использовал маневренность и ударную мощь нового оружия. Его 4 ГМП первым из гвардейских минометных полков награжден орденом Красного Знамени (13.3.42). Находясь на важнейших и опасных участках фронта, он не раз сталкивался в ближнем бою с танками и мотопехотой, попадал под пулеметный огонь и удары авиации. В боях был контужен (26.6.1941) у станции Говье в Западной Белоруссии, легко ранен в бою под городом Лисичанск Ворошиловградской области (28.11.1941) и при воздушном налете в кисть правой руки и в скулу, когда руководил понтонной переправой в Ростове-на-Дону (24.7.1942).
Благодаря отличному знанию техники и глубокому осмыслению опыта применения ее в боях много сделал для совершенствования техники и организации боя. Разработал и широко применял методы стрельбы прямой наводкой, всегда грамотно организовывал разведку противника, боевое охранение и прикрытие, боепитание частей и подразделений, гибко использовал подчиненные ему войска для нанесения максимального урона врагу в обороне и в наступлении.
После войны А. И. Нестеренко был заместителем командующего артиллерией Ленинградского военного округа, в мае 1946 г. назначен начальником создаваемого НИИ-4 МО Академии артиллерийских наук. Для создания института Нестеренко получил в Болшево под Москвой городок инженерных войск и приступил к организации института. В этом же городке он предоставил возможность генералу В. И. Вознюку начать формировать Государственный центральный полигон Капустин Яр. Здесь были организованы и укомплектованы основные службы ГЦП, после чего Вознюк с этими подразделениями переехал в Капустин Яр, где продолжил работу по созданию полигона.
Алексей Иванович вникал во все научные, технические, хозяйственные и бытовые вопросы института. После доклада президенту Академии артиллерийских наук генерал-лейтенанту Благонравову о сформировании научных и вспомогательных подразделений Нестеренко получил от него указания: создать в НИИ-4 ученый совет, разработать и строго выполнять план научно-исследовательских работ, организовать тесное взаимодействие института со всеми НИИ, КБ и полигоном Капустин Яр. Нестеренко посещает ОКБ-1, знакомится с С. П. Королевым и со всеми КБ, занимающимися ракетами и оборудованием для их испытаний. Уже на стадии разработки он подключает свои научные подразделения к работам по их профилю. Тесное взаимодействие с разработчиками обеспечивало ускорение выполнения научно-исследовательских работ и их практическую ценность. Исследуя вновь создаваемые боевые ракетные комплексы, институт завоевывает авторитет и начинает диктовать промышленности тактико-технические требования к ракетным комплексам и всем их системам.
Нестеренко узнал, что в НИИ-1 МАП существует группа М. К. Тихонравова, которая работает над созданием ракет дальнего действия и использованием их для полета человека в космос. По рекомендации министра авиационной промышленности Шахурина он связался с Тихонравовым, пригласил его в НИИ-4 для беседы и после рассказа Тихонравова о работах группы предложил всей группе перейти в НИИ-4, при условии, что она будет работать по профилю института, так как Президиум Академии артиллерийских наук не утвердит для НИИ-4 космическую тему. Одновременно договорились, что Нестеренко не будет препятствовать работе группы сверх плана над своей темой. Это устроило Михаила Клавдиевича, и в декабре 1946 г. его группа из 22 человек перешла в НИИ-4 МО. В течение 1947-го и в начале 1948 г. группа Тихонравова без ЭВМ проделала колоссальную расчетную работу и доказала, что с помощью пакетной ракеты, состоящей из одноступенчатых ракет с дальностью около тысячи километров, можно вывести на орбиту искусственный спутник Земли. Тихонравов сделал доклад на научном совете НИИ-4. С большим трудом удалось добиться включения доклада Тихонравова в план научной сессии Академии артиллерийских наук.